基本數據類型

Java 基礎數據按類型可以分為四大類：布爾型、整數型、浮點型、字符型，這四大類包含 8 種基礎數據類型。

• 布爾型：boolean
• 整數型：byte、short、int、long
• 浮點型：float、double
• 字符型：char

八種基礎類型取值如下：

數據類型代表含義默認值取值包裝類

boolean	布爾型	false	0(false) 到 1(true)	Boolean
byte	字節型	(byte)0	-128 到 127	Byte
char	字符型	'\u0000'(空)	'\u0000' 到 '\uFFFF'	Character
short	短整數型	(short)0	-215 到 215-1	Short
int	整數型	0	-231 到 231-1	Integer
long	長整數型	0L	-263 到 263-1	Long
float	單浮點型	0.0f	1.4e-45 到 3.4e+38	Float
double	雙浮點型	0.0d	4.9e-324 到 1.798e+308	Double

除 chat 的包裝類 Character 和 int 的包裝類 Integer 之外，其他基礎數據類型的包裝類只需要首字母大寫即可。包裝類的作用和特點，本文下半部分詳細講解。

我們可以在代碼中，查看某種類型的取值范圍，代碼如下：

public static void main(String[] args) {// Byte 取值：-128 ~ 127System.out.println(String.format("Byte 取值：%d ~ %d", Byte.MIN_VALUE, Byte.MAX_VALUE));// Int 取值：-2147483648 ~ 2147483647System.out.println(String.format("Int 取值：%d ~ %d", Integer.MIN_VALUE, Integer.MAX_VALUE)); }

包裝類型

我們知道 8 種基本數據類型都有其對應的包裝類，因為 Java 的設計思想是萬物既對象，有很多時候我們需要以對象的形式操作某項功能，比如說獲取哈希值（hashCode）或獲取類（getClass）等。
那包裝類特性有哪些？

1. 功能豐富

包裝類本質上是一個對象，對象就包含有屬性和方法，比如 hashCode、getClass 、max、min 等。

2. 可定義泛型類型參數

包裝類可以定義泛型，而基礎類型不行。

比如使用 Integer 定義泛型，代碼：

List<Integer> list = new ArrayList<>();

如果使用 int 定義就會報錯，代碼：

List list = new ArrayList<>(); // 編譯器代碼報錯

3. 序列化

因為包裝類都實現了 Serializable 接口，所以包裝類天然支持序列化和反序列化。比如 Integer 的類圖如下：

4. 類型轉換

包裝類提供了類型轉換的方法，可以很方便的實現類型之間的轉換，比如 Integer 類型轉換代碼：

String age = "18"; int ageInt = Integer.parseInt(age) + 2; // 輸出結果：20 System.out.println(ageInt);

5. 高頻區間的數據緩存

此特性為包裝類很重要的用途之一，用于高頻區間的數據緩存，以 Integer 為例來說，在數值區間為 -128~127 時，會直接復用已有對象，在這區間之外的數字才會在堆上產生。

我們使用 == 對 Integer 進行驗證，代碼如下：

public static void main(String[] args) {// Integer 高頻區緩存范圍 -128~127Integer num1 = 127;Integer num2 = 127;// Integer 取值 127 == 結果為 true（值127 num1==num2 => true）System.out.println("值127 num1==num2 => " + (num1 == num2));Integer num3 = 128;Integer num4 = 128;// Integer 取值 128 == 結果為 false（值128 num3==num4 => false）System.out.println("值128 num3==num4 => " + (num3 == num4));}

從上面的代碼很明顯可以看出，Integer 為 127 時復用了已有對象，當值為 128 時，重新在堆上生成了新對象。

為什么會產生高頻區域數據緩存？我們查看源碼就能發現“線索”，源碼版本 JDK 8，源碼如下：

public static Integer valueOf(int i) {if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];return new Integer(i); }

由此可見，高頻區域的數值會直接使用已有對象，非高頻區域的數值會重新 new 一個新的對象。

各包裝類高頻區域的取值范圍：

• Boolean：使用靜態 final 定義，就會返回靜態值；
• Byte：緩存區 -128~127，全部緩存；
• Short：緩存區 -128~127，部分緩存；
• Character：緩存區 0~127，部分緩存；
• Long：緩存區 -128~127，部分緩存；
• Integer：緩存區 -128~127，部分緩存。

包裝類的注意事項

• int 的默認值是 0，而 Integer 的默認值是 null。

• 推薦所有包裝類對象之間的值比較使用 equlas() 方法，因為包裝類的非高頻區數據會在堆上產生，而高頻區又會復用已有對象，這樣會導致同樣的代碼，因為取值的不同，而產生兩種截然不同的結果。代碼示例：

public static void main(String[] args) {// Integer 高頻區緩存范圍 -128~127Integer num1 = 127;Integer num2 = 127;// Integer 取值 127 == 結果為 true（值127 num1==num2 => true）System.out.println("值127 num1==num2 => " + (num1 == num2));Integer num3 = 128;Integer num4 = 128;// Integer 取值 128 == 結果為 false（值128 num3==num4 => false）System.out.println("值128 num3==num4 => " + (num3 == num4));// Integer 取值 128 equals 結果為 true（值128 num3.equals(num4) => true）System.out.println("值128 num3.equals(num4) => " + num3.equals(num4)); }

• Float 和 Double 不會有緩存，其他包裝類都有緩存。

• Integer 是唯一一個可以修改緩存范圍的包裝類，在 VM optons 加入參數：

-XX:AutoBoxCacheMax=666 即修改緩存最大值為 666 。

示例代碼如下：

public static void main(String[] args) {Integer num1 = -128;Integer num2 = -128;System.out.println("值為-128 => " + (num1 == num2));Integer num3 = 666;Integer num4 = 666;System.out.println("值為666 => " + (num3 == num4));Integer num5 = 667;Integer num6 = 667;System.out.println("值為667 => " + (num5 == num6)); }

執行結果如下：

值為-128 => true 值為666 => true 值為667 => false

由此可見將 Integer 最大緩存修改為 666 之后，667 不會被緩存，而 -128~666 之間的數都被緩存了。

相關面試題

1. 以下 Integer 代碼輸出的結果是？

Integer age = 10; Integer age2 = 10; Integer age3 = 133; Integer age4 = 133; System.out.println((age == age2) + "," + (age3 == age4));

答：true,false

2. 以下 Double 代碼輸出的結果是？

Double num = 10d; Double num2 = 10d; Double num3 = 133d; Double num4 = 133d; System.out.println((num == num2) + "," + (num3 == num4));

答：false,false

3. 以下程序輸出結果是？

int i = 100; Integer j = new Integer(100); System.out.println(i == j); System.out.println(j.equals(i));

A：true,true
B：true,false
C：false,true
D：false,false

答：A

題目分析：有人認為這和 Integer 高速緩存有關系，但你發現把值改為 10000 結果也是 true,true，這是因為 Integer 和 int 比較時，會自動拆箱為 int 相當于兩個 int 比較，值一定是 true,true。

4. 以下程序執行的結果是？

final int iMax = Integer.MAX_VALUE; System.out.println(iMax + 1);

A：2147483648
B：-2147483648
C：程序報錯
D：以上都不是
答：B
題目解析：這是因為整數在內存中使用的是補碼的形式表示，最高位是符號位 0 表示正數，1 表示負數，當執行 +1 時，最高位就變成了 1，結果就成了 -2147483648。

5. 以下程序執行的結果是？

Set<Short> set = new HashSet<>(); for (short i = 0; i < 5; i++) {set.add(i);set.remove(i - 1); } System.out.println(set.size());

A：1
B：0
C：5
D：以上都不是

答：5

題目解析：Short 類型 -1 之后轉換成了 Int 類型，remove() 的時候在集合中找不到 Int 類型的數據，所以就沒有刪除任何元素，執行的結果就是 5。

6. short s=2;s=s+1; 會報錯嗎？short s=2;s+=1; 會報錯嗎？

答：s=s+1 會報錯，s+=1 不會報錯，因為 s=s+1 會導致 short 類型升級為 int 類型，所以會報錯，而 s+=1 還是原來的 short 類型，所以不會報錯。

7. float f=3.4; 會報錯嗎？為什么？

答：會報錯，因為值 3.4 是 double 類型，float 類型級別小于 double 類型，所以會報錯。如下圖所示：

8. 為什么需要包裝類？

答：需要包裝類的原因有兩個。

① Java 的設計思想是萬物既對象，包裝類體現了面向對象的設計理念；
② 包裝類包含了很多屬性和方法，比基礎數據類型功能多，比如提供的獲取哈希值（hashCode）或獲取類（getClass）的方法等。

9. 基礎類 int 和包裝類 Integer，在 -128~127 之間都會復用已有的緩存對象，這種說法正確嗎？

答：不正確，只有包裝類高頻區域數據才有緩存。

10. 包裝類 Double 和 Integer 一樣都有高頻區域數據緩存，這種說法正確嗎？

答：不正確，基礎數據類型的包裝類只有 Double 和 Float 沒有高頻區域的緩存。

11. 包裝類的值比較要使用什么方法？

答：包裝類因為有高頻區域數據緩存，所以推薦使用 equals() 方法進行值比較。

12. 包裝類有哪些功能？

答：包裝類提供的功能有以下幾個。

• 功能豐富：包裝類包含了有 hashCode、getClass 、max、min 等方法；
• 可定義泛型類型參數：例如 List<Integer> list = new ArrayList<>(); ;
• 序列化：包裝類實現了 Serializable 接口，所以包裝類天然支持序列化和反序列化；
• 類型轉換：包裝類提供了方便的類型轉換方法，比如 Integer 的 parseInt() 方法；
• 高頻區域數據緩存：高頻區域可使用已有的緩存對象。

詳見正文“包裝類型”部分內容。

13. 泛型可以為基礎類型嗎？為什么？

答：泛型不能使用基礎數據類型。泛型在 JVM（Java虛擬機）編譯的時候會類型檫除，比如代碼 List<Integer> list 在 JVM 編譯的時候會轉換為 List list ，因為泛型是在 JDK 5 時提供的，而 JVM 的類型檫除是為了兼容以前代碼的一個折中方案，類型檫除之后就變成了 Object，而 Object 不能存儲基礎數據類型，但可以使用基礎數據類型對應的包裝類，所以像 List<int> list 這樣的代碼是不被允許的，編譯器階段會檢查報錯，而 List<Integer> list 是被允許的。

14. 選擇包裝類還是基礎類的原則有哪些？

答：我們知道正確的使用包裝類，可以提供程序的執行效率，可以使用已有的緩存，一般情況下選擇基本數據類型還是包裝類原則有以下幾個。

① 所有 POJO 類屬性必須使用包裝類；
② RPC 方法返回值和參數必須使用包裝類；
③ 所有局部變量推薦使用基礎數據類型。

15. 基礎數據類型在 JVM 中一定存儲在棧中嗎？為什么？

答：基礎數據類型不一定存儲在棧中，因為基礎類型的存儲位置取決于聲明的作用域，來看具體的解釋。

• 當基礎數據類型為局部變量的時候，比如在方法中聲明的變量，則存放在方法棧中的，當方法結束系統會釋放方法棧，在該方法中的變量也會隨著棧的銷毀而結束，這也是局部變量只能在方法中使用的原因；
• 當基礎數據類型為全局變量的時候，比如類中的聲明的變量，則存儲在堆上，因為全局變量不會隨著某個方法的執行結束而銷毀。

16. 以下程序執行的結果是？

Integer i1 = new Integer(10); Integer i2 = new Integer(10); Integer i3 = Integer.valueOf(10); Integer i4 = Integer.valueOf(10); System.out.println(i1 == i2); System.out.println(i2 == i3); System.out.println(i3 == i4);

A：false,false,false
B：false,false,true
C：false,true,true
D：true,false,false

答：B

題目解析：new Integer(10) 每次都會創建一個新對象，Integer.valueOf(10) 則會使用緩存池中的對象。

17. 3*0.1==0.3 返回值是多少？

答：返回值為：false。

題目解析：因為有些浮點數不能完全精確的表示出來，如下代碼：

System.out.println(3 * 0.1);

返回的結果是：0.30000000000000004。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的第 1-2 课：你不知道的基础数据类型和包装类 + 面试题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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